Федеральное агенство по образованию

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники

Контрольная работа

по дисциплине «Магнитные элементы электронных устройств»

ВЫПОЛНИЛ:

студент группы

Задача 1 (шифр ТМП4КГ)

Рассчитать двухобмоточный трансформатор с медными обмотками на тороидальном магнитопроводе, работающий в условиях принудительного воздушного охлаждения. Трансформатор должен удовлетворять критерию компромиссных удельно-экономических показателей (табл. П7) при номинальных данных:

Первичное напряжение , 220В

Вторичное напряжение , 36В

Вторичный ток , 50А

Частота сети питания, кГц 2

Коэффициенты мощностии полезного действиядолжны быть не менее 0,95

Рассчитать:

1. Габаритную мощность.

2. Рабочую индукцию.

3. Сечение магнитопровода.

4. Плотность тока обмоток.

5. Линейные размеры магнитопровода.

6. Число витков обмоток.

7. Сечение проводников обмоток.

8. Конструктивные параметры катушки.

9. Параметры схемы замещения:

-активные сопротивления,;

- реактивные сопротивления ,,;

- сопротивления контура намагничивания ,.

10. Технические показатели (по разделу 11.7).

11. Cделать раскладку проводников обмоток в катушке.

Принудительное охлаждение воздухом позволяет принять для расчетов коэффициент теплоотдачи Вт/м²*град. Температура перегрева элементов трансформатора над окружающей средой не задана, поэтому выбираем среднерасчетное, при этом общая температура нагрева:

Низковольтность обмоток (до 1кВ) и невысокая температура их нагрева (до 105⁰С) позволяет использовать дешевый обмоточный провод и применять для межслойной и межобмоточной изоляции недорогую конденсаторную или кабельную бумагу с пропиткой. Ожидаются большие сечения обмоток. При среднерасчетной плотности токасечение вторичной обмотки:

Наибольшее сечение проводников обмоток допускается, согласно формуле (11.1) в [1], не более:

Поскольку , то необходимо применить многожильный провод в оболочке (изоляции) толщиной до 1 мм. Это позволяет принять среднерасчетное заполнение катушки проводниками

Материалом для магнитопровода целесообразно выбрать электротехническую сталь марки 3225 (Э350) с толщиной ленты 0,08 мм.

Пользуясь данными таблиц П1…П7 выбираем параметры магнитопровода, обмоточного провода и показатели компромиссной геометрии. Выбранные параметры записаны в таблицах 1,2. Эскиз рассчитываемого тороидального трансформатора показан на рис.1

Таблица 1.

Показатели материала магнитопровода

Сталь эл.тех.
3425	0.08	0.85	7.65	7.5	1.6	1	0.5	2	1.55	2	1.6

Таблица 2.

Показатели материала обмоток и геометрии сердечника

													Б
0.35	8.8	0,021	50	30	1,8	2	1,25	0.4	1	7,3	7,3	0	1

Рис. 1. Трансформатор на тороидальном сердечнике

Расчет электромагнитных показателей.

1. Габаритная мощность:

ВА

2. Рабочая индукция:

Определяем величины, входящие в формулу:

м

А²/м³

В/м²

Определяем рабочую индукцию:

Тл

3. Сечение магнитопровода:

см²

4. Усредненная плотность тока в обмотках :

А/мм²

Проверка правильности расчетов значений :

Для проверки вычислим значение по следующей формуле:

ВА

Эта величина должна быть равна величине , рассчитанной при определении габаритной мощности.. Ошибка составляет:

%